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一种面向多星多分辨率的SAR图像舰船候选区域提取方法

胡炎 单子力 高峰

胡炎, 单子力, 高峰. 一种面向多星多分辨率的SAR图像舰船候选区域提取方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(4): 770-778. doi: 10.11999/JEIT180525
引用本文: 胡炎, 单子力, 高峰. 一种面向多星多分辨率的SAR图像舰船候选区域提取方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(4): 770-778. doi: 10.11999/JEIT180525
Yan HU, Zili SHAN, Feng GAO. Candidate Region Extraction Method for Multi-satellite and Multi-resolution SAR Ships[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(4): 770-778. doi: 10.11999/JEIT180525
Citation: Yan HU, Zili SHAN, Feng GAO. Candidate Region Extraction Method for Multi-satellite and Multi-resolution SAR Ships[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(4): 770-778. doi: 10.11999/JEIT180525

一种面向多星多分辨率的SAR图像舰船候选区域提取方法

doi: 10.11999/JEIT180525
基金项目: 中国电子科技集团公司航天信息应用技术重点实验室开放基金(EX166290025)
详细信息
    作者简介:

    胡炎:男,1991年生,硕士,工程师,研究方向为图像智能处理技术与机器学习

    单子力:男,1980年生,博士,高级工程师,研究方向为微波遥感与大系统集成技术

    高峰:男,1978年生,学士,高级工程师,研究方向为航天应用总体设计

    通讯作者:

    单子力 huyantju@126.com

  • 中图分类号: TN957.52

Candidate Region Extraction Method for Multi-satellite and Multi-resolution SAR Ships

Funds: The Open Foundation of CETC Key Laboratory of Aerospace Information Applications (EX166290025)
  • 摘要:

    基于CFAR和核密度估计(KDE)的SAR传统舰船候选区域提取方法存在以下缺陷:CFAR虚警率依赖人工经验选择;CFAR仅对杂波分布建模,会对被检目标构成一定的漏检风险;利用KDE进行强海杂波过滤时,需凭人工经验选择滤除阈值。这使得传统舰船候选区域提取方法无法适应多星多分辨率等复杂场景。该文提出一种面向多星多分辨率的SAR图像舰船候选区域提取算法,针对CFAR算法的缺陷,提出采用均值二分法迭代逼近目标计算分割阈值,在克服CFAR缺陷的同时,计算效率比CFAR提高10倍以上;针对KDE的缺陷,提出了区块KDE结合大阈值滤除强海杂波,再借助种子点生长算法重建目标。由于大阈值具有足够的阈量,使得算法可以适应更复杂的场景。实验表明所提方法具有不漏检、阈值自适应、计算效率高、虚警率低的优点,具备优秀的多星多分辨率SAR舰船候选区域提取能力。

  • 图  1  目标候选区域提取算法流程

    图  2  阈值变化曲线示意图

    图  3  迭代次数分别为1, 5, 10, 20, 100的实验结果

    图  4  G分块与舰船的3种交叠关系

    图  5  BKDE结合大阈值滤除强海杂波实验结果

    图  6  种子点生长算法邻域模板

    图  7  多场景舰船候选区域提取实验结果

    图  8  舰船候选区域精准提取实验结果

    图  9  本文算法与瑞利CFAR实验对比

    图  10  本文算法与瑞利-CFAR在复杂海况下的检测结果对比

    图  11  算法运行时间

    表  1  典型舰船尺度表

    船舶类型船舶名称船长(m)船宽(m) 船舶类型船舶名称船长(m)船宽(m)
    集装箱船COSCO_KAWASAKI26032油船ZHONG CHI18831
    N.Y.K.LEO30040WANG CHI18732
    HYUNDAI_BRIDGE18235驱逐舰055型160~18021~23
    HUA_RUN_CHUANG_YE19031日本金刚级16121
    下载: 导出CSV

    表  2  该实验场景下6种分布CFAR的Pfa的合理取值表

    分布名称Pfa (%) 分布名称Pfa (%)
    高斯分布2~3 指数分布10~15
    韦布尔分布3~4Gamma分布2~4
    对数分布5~10瑞利分布2~4
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-29
  • 修回日期:  2018-12-18
  • 网络出版日期:  2018-12-26
  • 刊出日期:  2019-04-01

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